液压与气压传动

这是一篇关于液压与气压传动的思维导图，主要内容包括：第二章 液压传动基本知识，第一章 液压工作介质，绪论。

液压与气压传动

• 绪论
  • 液压与气压传动基本概念
    • 用液体（或气体）作为工作介质，在密封的回路里，以液体（或气体）的压力能进行能量转换、传递和控制的传动方式。
    • 液压传动与气压传动实现传动和控制的方式基本相同。
  • 工作原理及特征
    • 力的传递
      • 遵循“帕斯卡原理”：在密闭容器内，施加于静止液体上的压力将以等值同时传到液体各点。
      • 系统工作压力取决于负载; 液压缸的推力与活塞面积成正比
      • 液压与气压传动第一特征
        • 力（或转矩）的传递是靠压力来实现的，系统 压力取决于负载。
          • 因此，液压传动又称为“静压传动”
    • 运动的传递
      • 遵循“质量守恒定律“: 流体在管道中作稳定流动时，按照质量守恒定律，单位时间内流过任意两个通流截面的流体质量相等。
      • 活塞移动速度正比于流入液压缸中的油液流量； 活塞的运动速度反比于活塞面积。
      • 液压与气压传动的第二特征：
        • 运动速度的传递是按密封工作容积的变化来实现 的，活塞速度取决于输入流量的大小。
          • 因此，液压传动又称为“容积式液压传动”
    • 能量的转换与传递
      • 遵循”能量守恒定律“
      • 液压（或气压）传动中液压（或气压）功率可以用压力p和流量q的乘积来表示
      • 在液压与气压传动中压力p和流量q是最基本、最重要的两个参数。
  • 系统组成
    • （1）能源装置（或称动力元件）：把机械能转化成流体压力能的装置，一般常见的是液压泵或空气压缩机。
    • （2）执行装置（或称执行元件）：把流体压力能转化成机械能的装置，一 般常见的形式是液（气）压缸和液（气）压马达。
    • （3）控制调节装置（或称控制元件）：对流体的压力、流量和流动方向进 行控制和调节的装置。这类元件主要包括各类控制阀或者由各种阀构 成的组合装置。这些元件的不同组合组成了能完成不同功能的液（气） 压系统。
    • （4）辅助装置（或称辅助元件）：指以上三种组成部分以外的其它装置， 如各种管接件、油（气）管、油箱、过滤器、蓄能器、压力表等，起 连接、输油、贮油、过滤、贮存压力能和测量等作用。
    • （5）传动介质：传递能量的流体介质，即各种液压工作介质或压缩空气。
  • 图形符号
    • 半结构符号
      • 用简化办法形象地表示出元件的结构原理和形式
    • 职能符号
      • 不表示元件具体结构原理和形式，只表示元件职能，直观性差，但图形简单，绘制方便
  • 优缺点
    • 液压传动
      • 优点： （1）可以方便灵活地布置传动机构 （2）输出功率大、重量轻、结构紧凑、惯性小 （3）可在大范围内实现无级调速，可以频繁启动 （4）传递运动均匀平稳，负载变化时速度较稳定 （5）易于实现过载保护，液压件能自行润滑，使用寿命长。 （6）液压传动容易实现自动化 （7）液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，便于设计、 制造和推广使用。
      • 缺点： （1）液压传动不能保证严格的传动比 （2）液压传动对油温的变化比较敏感 （3）有较多的能量损失，传动效率低 （4）液压系统发生故障不易检查和排除。
    • 气压传动
      • 优点： （1）空气可以从大气中取得，可以直接排放到大气中去，不污染环 境，来源广 （2）空气粘度小，在管道中压力损失小，因此压缩空气便于集中供 应（空压站）和远距离输送 （3）因压缩空气工作压力较低（0.3-0.8MPa）,因此，对气动元件 的材料和制造精度上的要求较低 （4）气动系统维护简单，管道不易堵塞，也不存在介质变质、补充 和更换等问题 （5）作用安全，没有防爆问题，并且便于实现过载自动保护 （6）气动元件采用相应的材料后，能够在恶劣的环境（强震动、强 冲击、强腐蚀和强辐射）下进行正常工作
      • 缺点： （1）气压装置中的信号传递速度较慢，仅限于声速的范围内。 所以气动技术不宜于信号传递速度要求十分高的复杂线 路中，同时，实现生产过程的远距离控制也比较困难 （2）由于空气具有可压缩性，因而运动速度的稳定性差 （3）因为工作压力低，又因为结构尺寸不宜过大，因而气压 传动装置的总推力一般不可能很大 （4）传动效率较低
• 第一章 液压工作介质
  • 工作介质的选用
    • 1.液压系统的工作条件
    • 2.液压系统的工作环境
    • 3.综合经济性
• 第二章 液压传动基本知识
  • 空穴现象
    • 在流动的液体中，因某点处的压力低于空气分离压而产生气 泡的现象，称为空穴现象。如果液体中的压力进一步降低到 饱和蒸气压时，液体会迅速汽化，产生大量蒸汽泡，使空穴 现象更加严重。
    • 空穴现象多发生在阀口和泵的吸油口。空穴现象使液压装置 产生噪声和振动，使金属表面受到腐蚀。
    • 具体措施有： （1）减小流经节流小孔前后的压力差，一般希望小孔前后 压力比小于3.5。 （2）尽量降低泵的吸油高度，减少吸油管道阻力。 （3）各元件联接处要密封可靠，防止空气进入。 （4）增强容易产生气蚀的元件的机械强度。
  • 液压冲击
    • 在液压系统中，由于某种原因，液体压力在一瞬间会突然升高 ，产生很高的压力峰值，这种现象称为液压冲击。
    • 液压冲击的压力峰值往往比正常工作压力高好几倍，且常伴有 巨大的振动和噪声，使液压系统产生温升，有时会使一些液压 元件或管件损坏，并使某些液压元件（如压力继电器、液压控 制阀等）产生误动作，导致设备损坏。
    • 液压冲击的类型 --管道阀门突然关闭或液流换向时的液压冲击 --运动部件制动时产生的液压冲击
    • 采取以下措施可减小液压冲击：  延长阀门关闭和运动部件制动换向的时间。  限制管道流速及运动部件的速度。  适当增大管径，以减小冲击波的传播速度。  尽量缩短管道长度，减小压力波的传播时间。  用橡胶软管或设置蓄能器吸收冲击的能量。  阀结构调整，当换向阀在中位时，使液压缸两腔瞬 时相通，以减小液压冲击。